植物抗冻蛋白研究进展

作者：董小云; 魏家萍; 崔俊美; 武泽峰; 郑国强; 李辉; 王莹; 田海燕; 刘自刚^*

来源：植物学报, 2023, 58(06): 966-981.

• 植物抗冻蛋白
• 抗冻活性
• 分子演化
• 表达调控

温度是决定植物地理分布的主要环境因子之一,分布于高纬度、高海拔地区的寒地植物,在其生活史周期内通常会遭遇一段时期的零度以下低温。当环境温度降至冰点以下,植物体内水分子趋向于形成冰晶体,不断增大的冰晶对植物组织结构造成致命损伤。为适应冷冻环境,寒地植物病程相关蛋白(PR)及相关的WRKY转录因子进化成为能与冰面特异吸附结合、高效抑制冰晶形成和生长的抗冻蛋白(AFPs)。目前,已从冬黑麦(Secale cereale)等近百种植物中分离鉴定了AFPs。与昆虫AFPs相比,植物AFPs具有极高的重结晶抑制活性,可有效防止形成体内大冰晶。低温和病原菌均可诱导寒地植物合成AFP。有趣的是,仅冷诱导合成的AFPs有水解酶/抗冻活性双重分子功能。然而,越来越多的证据表明, PR-AFP仅具有水解酶/抗冻活性的其中一种,其转化由翻译后肽差异折叠控制/调节。AFP因具有独特的分子功能与广阔的应用前景而逐渐成为植物学领域的研究热点。该文对近年来相关领域取得的研究进展进行系统综述。

• 单位
  甘肃农业大学